记者从中国科学院地质与地球物理研究所获悉，该所刘丽军研究员团队与合作者，借助自主开发的高分辨率全球数据同化模型，还原了2.7亿年来地球板块俯冲演变过程，模拟分析了地幔热柱的活动规律，找到了全球各类海底山丘的统一形成原因，相关成果于6月10日在国际学术期刊《自然-地球科学》发表。
模型重现的现今三维地幔柱结构与地质观测的对比。顶部彩色曲面展示大陆地形，白色区域为大陆架、海山与岛弧等区域。橙红色等温面表示地幔柱。海洋深处遍布着四万多座海底山丘，散落于各大洋海域。此前主流观点认为，地球深处的高温热柱遇上移动的板块，会形成连绵的海底火山链，典型代表就是夏威夷群岛。但这一理论存在明显短板：符合该特征的火山链仅有50余个，根本无法解释数量庞大、分布零散的海底山丘，因此海山的成因也一直是学界难题。多年来，各国科学家提出多种猜想，但大多停留在理论层面，难以印证地球深部的真实活动情况。
我国研究团队依托天河超级计算机开展了模拟运算，精准还原了全球地下热柱的位置与地幔软流圈的热力状态。研究证实，不管是连成线状的海底山链，还是单独分布的零散海山，形成都和来自地幔底部的高温物质密切相关。以太平洋海域为例，早期大量地下热物质聚集在板块下方，催生了大片零散海山。随着地质演变，主热柱还会分化出多个小型热柱，不断催生新的海底山丘。这些残留的高温物质长期停留在地幔软流圈，其温度高低和海山规模存在明显关联，也证实了这片区域就是海山的“孕育地”。
该研究补齐了传统理论的短板，为全球数万座海山找到了统一的动力来源，更新完善了地幔热柱相关理论，也让人类对海底地貌的形成演化有了更清晰的认知。